(57)【要約】【課題】  地中熱交換器の施工コストの低減化をはかるという目的を、同様の施工態様を持つグラウンドアンカーに着目することで実現可能とした。【解決手段】  本発明は、地盤、構造物等の補強、安定化等を目的として施工されるグラウンドアンカーが地中熱交換器の管体の埋設と同様の施工態様を持つ点、およびそれが構造物の内部あるいは周囲に位置する点に着目してなされたものである。そして、この発明の地中熱交換器１０においては、アンボンド型引張材を使用する除去式アンカー１６における、引張材を除去した後に地盤中に残される残留被覆管１４を、流体の循環流路となる管体として利用している。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤中に埋設した管体を流体の循環流路とする地中熱交換器において、
アンボンド型引張材を使用する除去式アンカーにおける、引張材を除去した後に地盤中に残される残留被覆管を、流体の循環流路となる上記管体として利用することを特徴とした地中熱交換器。
【請求項２】
所定の耐荷体に対する掛け回しのもとで略Ｕ形状に折り返された、前記除去式アンカーにおける前記残留被覆管を、流体の循環流路となる上記管体として利用する請求項１記載の地中熱交換器。
【請求項３】
所定の先端保持具によるその先端部の固定的な把持のもとで、所定の耐荷体に対して直線的に組み付けられた、前記除去式アンカーにおける、略直線状の２本の前記残留被覆管を、その先端保持具間に架設された所定の中空連通具による内部連通のもとで、流体の循環流路となる上記管体として利用可能とした請求項１記載の地中熱交換器。
【請求項４】
地盤中に埋設した管体を流体の循環流路とする地中熱交換器において、
略Ｕ形状に折り返した管体を、永久アンカーのアンカーテンドンに対して予め一体的に組み付け、所定のアンカー孔に対するこのアンカーテンドンの挿入配置および固結のもとで地盤中に埋設されたこの管体を、流体の循環流路となる上記管体として利用することを特徴とした地中熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中熱を採取し地上で利用する採熱、あるいは地上で発生した熱を地中に放出する放熱を行う地中熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば挿入先端部分で連通した同心二重管、あるいは一体のＵ字管等の管体を地盤中に埋設し、この管体内を介して流体を循環させることによって地中熱を採取し地上で利用したり、あるいは地上で発生した熱を地中に放出したりすることが、自然エネルギーのひとつである地中熱の有効利用、および地球温暖化対策等として近年注目されている。
【０００３】
ここで、この地中熱交換器の管体は、通常、地盤の掘削によりなる削孔内に挿入配置され、これをグラウトのもとで固結することにより地盤中に埋設される。つまり、この地中熱交換器の施工にあたっては、地盤の掘削、および削孔内でのグラウトが、その施工の際の作業として少なくとも要求される。
【０００４】
しかしながら、地盤の掘削、および削孔内でのグラウト等の施工作業は、比較的コストの掛かるものであることから、この地中熱交換器の設置は、地中熱の有効利用、および地球温暖化対策等の地球環境保全に寄与する反面、そのコストの増大化が伴われていることも否定できない。
【特許文献１】特開２００３−１３０４７１号公報
【特許文献２】特開２００３−３０２１０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
解決しようとする問題点は、地中熱交換器の設置にあたっては、その施工コストの増大化が伴われるという点である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑み、地盤、構造物等の補強、安定化等を目的として施工されるグラウンドアンカーが地中熱交換器の管体の埋設と同様の施工態様を持つ点、およびそれが構造物の内部あるいは周囲に位置する点に着目してなされたものである。
【０００７】
即ち、請求項１に係る本発明の地中熱交換器は、アンボンド型引張材を使用する除去式アンカーにおける、引張材を除去した後に地盤中に残される残留被覆管を、流体の循環流路となる管体として利用することを、その最も主要な特徴としている。
【０００８】
また、本発明の請求項２は、所定の耐荷体に対する掛け回しのもとで略Ｕ形状に折り返された、除去式アンカーにおける残留被覆管を、流体の循環流路となる管体として利用することを、その最も主要な特徴としている。
【０００９】
さらに、本発明の請求項３は、所定の先端保持具によるその先端部の固定的な把持のもとで、所定の耐荷体に対して直線的に組み付けられた、除去式アンカーにおける、略直線状の２本の残留被覆管を、所定の中空連通具を介した内部連通のもとで、流体の循環流路となる管体として利用可能としたことを、その最も主要な特徴としている。
【００１０】
そして、請求項４に係る本発明の地中熱交換器は、略Ｕ形状に折り返した管体を、永久アンカーのアンカーテンドンに対して予め一体的に組み付け、所定のアンカー孔に対するこのアンカーテンドンの挿入配置および固結のもとで地盤中に埋設されたこの管体を、流体の循環流路となる管体として利用することを、その最も主要な特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る本発明によれば、除去式アンカーの、引張材を除去した後に地盤中に残された略Ｕ形状の残留被覆管を、地中熱交換器での流体の循環流路として利用するため、地中熱交換器専用の管体の埋設、施工が不要となることから、地中熱交換器に対する施工コストの低減が確実にはかられるという利点がある。
【００１２】
また、本発明の請求項２は、アンボンド型引張材を略Ｕ形状に折り返して使用する除去式アンカーを具体的に示すものであり、この請求項２によれば、残留被覆管が一体の略Ｕ字形状をなすことから、流体の円滑な循環が容易に確保できるという利点がある。
【００１３】
さらに、本発明の請求項３は、略直線状のアンボンド型引張材を複数本使用する除去式アンカーを具体的に示すものであり、この請求項３においては、略直線状の２本の埋設被覆管間を、その先端保持具間に架設された所定の中空連通具により内部連通させているため、この構成の除去式アンカーでの略直線状の埋設被覆管をも、構成の複雑化等を伴うことなく地中熱交換器の管体として利用できるという利点がある。
【００１４】
また、請求項４に係る本発明によれば、略Ｕ形状に折り返した管体を、永久アンカーのアンカーテンドンに対して予め一体的に組み付けるため、所定のアンカー孔に対するこのアンカーテンドンの挿入配置および固結のもとで、この管体を地盤中に埋設することが可能となる。従って、この請求項４によれば、地中熱交換器用の管体の埋設、施工が、グラウンドアンカーの施工と同時に行えることから、地中熱交換器としての施工コストの低減が確実にはかられるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
地中熱交換器の施工コストの低減化をはかるという目的を、同様の施工態様を持つグラウンドアンカーに着目することで実現可能とした。
【実施例】
【００１６】
図１は、この発明に係る地中熱交換器１０の第１実施例での概略縦断面図であり、この第１実施例においては、地盤１２中に埋設される、流体の循環流路となる管体１４として、除去式アンカー１６の、引張材を除去した後に地中に残される略Ｕ形状の残留被覆管が利用されている。
【００１７】
除去式アンカー１６の構造を図２に示す。これを見るとわかるように、この除去式アンカー１６においては、たとえばポリエチレンチューブ等からなる被覆管１４によって被覆された、いわゆるアンボンド型引張材１８が、耐荷体と称される支持部材２０の周りに略Ｕ形状に掛けまわされて束ねられ、これがアンカーテンドン２２として、地盤１２の掘削により削孔されたアンカー孔２４に挿入されるとともに、グラウト２６のもとでその地盤に対して固結される。
【００１８】
この種の除去式アンカー１６は、グラウト２６による固結後、引張材１８の各端末を牽引することにより緊張、定着され、アンカーとしての施工目的の達成後、略Ｕ形状の被覆管１４を地盤１２に残しつつ、引張材１８がその一方の端末の牽引のもとで、この地盤中から除去される。
【００１９】
なお、この除去式アンカー自体は、地盤、構造物等の補強、安定化等をはかる一般的な仮設アンカー工法の一つであり、この工法自体はこの発明の趣旨でないため、この除去式アンカーに対する詳細な説明は、ここでは省略する。
【００２０】
ここで、この発明においては、この除去式アンカー１６が、引張材１８の除去後に、略Ｕ形状の被覆管１４を地盤１２中に残す点、およびこの除去アンカーの施工位置が構造物の内部あるいは周囲に位置する点に着目し、この残された被覆管を、地中熱交換器１０の、流体の循環流路となる管体として利用するものとしている（図１参照）。
【００２１】
図１を見るとわかるように、この第１実施例の地中熱交換器１０においては、流体の流路をなす管路３０が、引張材１８の除去により残された管体（埋設被覆管）１４の各端末に、たとえばジョイント２８を介して接続される。そして、この管路３０中に配されたポンプ３２の駆動のもとでその流体を循環させることにより、管路中に配された、空調システム等の利用装置３４での地中熱の利用を可能に、この地中熱交換器１０は構成されている。
【００２２】
上記のように、この発明の地中熱交換器１０においては、除去式アンカー１６の、引張材１８を除去した後に地盤１２中に残される略Ｕ形状の残留被覆管１４を、地中熱交換器１０での流体の循環流路となる管体として利用するため、地中熱交換器専用の管体の埋設、施工が不要となることから、その施工コストの低減が確実にはかられる。
【００２３】
また、この除去式アンカー１６における引張材１８の配置形態が略Ｕ形状であることから、流体の円滑な循環流動も容易に確保することができる。
【００２４】
ここで、この第１実施例においては、１本の引張材１８を略Ｕ形状に折り返して使用する除去式アンカー１６を例示しているが、たとえば、略直線状に配した引張材の組み合わせとしてなる除去式アンカーの引張材の被覆管を、上述したような地中熱交換器の管体として利用することもできる。
【００２５】
この、略直線状に配した引張材を利用する除去式アンカー１１６を図３に示す。
【００２６】
この除去式アンカー１１６においては、複数、たとえば２本の引張材１１８が、その直線状態のまま、所定の先端保持具３６でのその先端の固定的な保持のもとで耐荷体１２０に組み付けられる。
【００２７】
なお、この先端保持具３６は、ばね手段３８の付勢力のもとで把持方向に付勢されたクサビ等の把持手段４０を備えてなり、その通常時、この把持手段により、引張材１１８はこの先端保持具によって固定的に保持されることになる。
【００２８】
この先端保持具３６は、その先端方向への引張材１１８の軸線移動のもとで把持解除可能に構成されている。つまり、アンカーとしての施工目的の達成後、ばね手段３８の付勢力に抗した力により、引張材１１８を、その先端方向に移動させれば、図４に示すように、引張材による把持手段４０の一体的な移動、および所定のストッパ手段４２によるその把持解除位置での把持手段の維持により、引張材に対する保持力は解除され、図示のような、被覆管１４を残した状態での引張材の引き抜きが可能となる。
【００２９】
ここで、この構成においては、引張材毎の先端保持具３６間が、所定の中空連通具４４によって連通可能に連結されている。
【００３０】
なお、図示のように、この中空連通具４４は、その中空部を貫通した中空ボルト４６によって各先端保持具３６に対して架設、固定されている。
【００３１】
図４に示すように、この、略直線状に残された被覆管１１４を利用する第２実施例においても、上記第１実施例と同様に、流体の流路をなす管路３０が、管体（被覆管）１４の各端末に、たとえばジョイント２８を介して接続される。そして、この管路３０中に配されたポンプ３２の駆動のもとでその流体を循環させることにより、管路中に配された、空調システム等の利用装置３４での地中熱の利用を可能に、この地中熱交換器１０が構成される。
【００３２】
このような構成においても、引張材１１８の除去により地盤１２中に残された埋設被覆管１１４を流体の循環流動される管体として利用することに変わりないため、その施工コストの低減が確実にはかられる。
【００３３】
そして、所定の中空連通具４４によって先端保持具３６間を連通可能に連結することにより、各埋設被覆管（各管体）１１４間が内部連通されるため、各管体を利用した流体の循環が可能となることから、略直線状に残された埋設被覆管の管体としての利用が、構成の複雑化等を伴うことなく容易に確保可能となる。
【００３４】
ところで、上記の第１実施例、第２実施例はいずれも、仮設アンカーである除去式アンカーを利用したものであるが、これに限定されず、永久アンカーを利用することもできる。
【００３５】
永久アンカー４８を利用する場合においては、図５に示すように、略Ｕ字形状に折り返した管体２１４を、この永久アンカーのアンカーテンドンに予め組みつけ、所定のアンカー孔に対するこのアンカーテンドンの挿入配置および固結のもとで埋設された管体を、流体の循環流路となる上記管体として利用する。
【００３６】
図５に示すように、永久アンカー４８を利用する場合においては、略Ｕ形状に折り返した管体２１４が、永久アンカーのアンカーテンドン２２２に対して予め一体的に組み付けられ、地盤１２のアンカー孔２４に対するこのアンカーテンドンの挿入配置、およびグラウト２６による固結のもとで、この管体はこの地盤中に、アンカーテンドンと共に埋設される。
【００３７】
そして、この管体２１４に対し、ポンプ３２および空調システム等の利用装置３４等を有する、流体の流路をなす管路３０を接続することにより、地中熱交換器１０が構成される。
【００３８】
この構成においては、永久アンカー４８の施工と同時に、地中熱交換器の管体２１４も地盤１２中に埋設されることになるため、この場合においても、その施工コストの低減化が十分にはかられる。
【００３９】
なお、この永久アンカー自体は公知であり、そのアンカーテンドンも一般的な構成であるため、この永久アンカーに対する詳細な説明は、ここでは省略する。
【００４０】
上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、この発明を何等限定するものでなく、この発明の技術範囲内で変形、改造等の施されたものも全てこの発明に包含されることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】この発明の第１実施例を示す、地中熱交換器の概略の縦断面図である。
【図２】第１実施例において利用される除去式アンカーの概略の縦断面図である。
【図３】この発明の第２実施例を示す、地中熱交換器の概略の縦断面図である。
【図４】第２実施例において利用される除去式アンカーの概略の縦断面図である。
【図５】この発明の第３実施例を示す、地中熱交換器の概略の縦断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０  地中熱交換器
１４，１１４  管体（埋設被覆管）
１６，１１６  除去式アンカー
１８，１１８  引張材
４８  永久アンカー
２１４  管体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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